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主讲嘉宾
　　赵建国，山西大同大学化工学院教授、太原理工大学博士生导师、碳纤维制备技术国家工程实验室客座研究员。现任山西大同大学化学与环境工程学院院长、炭材料研究所所长、固体物理与应用化学研究所所长、大同市炭材料研究中心主任、山西省石墨烯功能材料工程技术研究中心主任、山西省“1331工程”石墨烯产业化应用技术协同创新中心主任、石墨烯炭材料林业产业中应用技术国家林草局重点实验室（筹）主任、山西省新型炭素功能材料工程研究中心（筹）主任。主要从事石墨烯、炭/炭复合材料等新型炭材料制备及应用研究，先后主持国家自然科学基金、省部级科研项目、国际合作项目、地市级科研项目和企业横向合作科研基金项目30多项，发表学术论文60余篇，获国家发明专利21项。

研究背景
　　石墨烯是新型炭素纳米材料，在复合材料、储能、光电器件、涂料化工等领域的应用前景被广泛看好。随着石墨烯材料的研发和应用规模不断扩大，关注石墨烯等炭素材料对植物生长的影响，逐渐成为新的研究热点。
　　国外研究表明：石墨烯可促进某些植物种子萌发、根和茎的生长，并促进生物量的增加。石墨烯对植物生长的影响受植物种类、石墨烯浓度等多种因素影响；石墨烯可与传统肥料复合制备成缓释肥，减少肥料损失，提高利用率。
　　从国内来看，刘健等最早于2007年将纳米炭（5-50nm）添加到肥料中，制成纳米增效肥。在大豆、玉米、萝卜、白菜、甘蓝、茄子等十余种作物上进行试验，发现能促进作物生长，增产20-40%，并能提高品质。王小燕、李淑敏等学者通过田间试验证实，石墨烯等纳米炭材料与传统肥料配施可促进玉米、小麦、水稻等作物增产，并提高农田化肥利用率，起到节肥增效的作用。朱宏伟、张宝珠等学者在花卉上进行了实验，表明石墨烯可促进玫瑰切花花期延长，促进火鹤等花卉生长。王秀平等发明了氧化石墨烯基与含苯基杀菌剂的复配杀菌剂，可用于防治蔬菜霜霉病、灰霉病、枯萎病，农作物玉米大小斑病和果树轮纹斑病等。
　　目前，石墨烯等碳纳米材料对木本植物的影响研究报道很少。渠慎春等通过组培实验发现，0.1mg/L的氧化石墨烯对苹果的不定根形成有积极影响。研究还发现，石墨烯处理增加了苹果根系抗氧化酶的活性，并上调了某些激素基因、根生长和发育基因的转录水平。王国栋等通过盆栽实验发现，尿素配施纳米碳可改善土壤理化性状，有效吸附土壤中的氮素，显著降低氮素损失率，提高植株氮素利用率和土壤氮素残留率，促进桃树须根系的生长和植株形态建成。
前期研究成果
　　石墨烯可促进油麦菜和香菜根系生长、生物量增加，可显著促进红豆种子发芽、小麦和烟草根茎生长、萝卜产量增加，表皮花青素含量增多。适量的石墨烯可促进番茄幼苗和成年植株根系生长，可促进番茄芽及茎的横截面积增加、番茄根部线粒体增加，提高植株ATP能量水平。
　　采用10%聚乙二醇（PEG）水溶液模拟干旱、100mmol/LNaCl溶液模拟高盐条件，水培法进行红豆的抗逆性实验。结果表明：添加1.0mg/L的石墨烯可提高红豆抗旱、抗盐的能力。表现在叶绿素含量更高，根茎比接近1，丙二醛和过氧化氢酶活性等抗逆性指标表现较好。
　　石墨烯促进植物生长的机理在于石墨烯可穿透种子表皮，促进种子水分含量增加。一是石墨烯可促进植物根部水通道蛋白基因表达，促进根系生长。二是石墨烯表面的亲水、疏水基团产生桥联作用促进植物对水分的吸收。三是石墨烯促进根部细胞内线粒体增多，提高植株ATP能量水平。石墨烯比表面积大，能提高土壤对养分元素的吸持力和根系细胞外电化学势梯度，促进离子进入根系细胞。
　　石墨烯促进植物生长的效果可用于林木种苗快繁、经济林速生丰产、困难立体条件造林、园林花卉高效繁育、林下栽培经济开发等林业领域中，促进林业“绿化”“彩化”“财化”发展，开拓石墨烯技术应用的新领域。

    媒体链接：http://epaper.dtnews.cn/shtml/dtrb/20190709/82758.shtml